分析起重机工程焊接缺陷以及质量控制与检验

邱珏

摘要：本文全面阐述了焊接缺陷的种类、产生原因及和起重机械在焊接过程中，从焊工资格及控制、焊接工艺评定、产品施焊控制、焊接材料及控制、焊接设备及控制等方面，对起重机械焊接质量的控制策略几方面加强焊接质量控制与检验，从而保证起重机械产品的焊接质量。

关键词：起重机械；焊接；质量；检验

一、前言

质量是产品的核心，是企业的生命。良好的焊接质量是保证焊接结构安全作业和使用的重要条件。如果焊接接头存在严重的焊接缺陷，在其使用过程中，由于冲击、振动等原因，就有可能造成结构的断裂，甚至出现重大安全事故。因此，切实保证焊接质量，搞好焊接质量检验，是我们每个焊接工作者的重要职责。

二、焊接缺陷的产生及其预防

焊接缺陷的种类较多，根据其在焊缝中的位置，可分为表面缺陷和内部缺陷。常见的焊接表面缺陷有：焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面夹渣及表面裂纹等。常见的焊接内部缺陷有：气孔、夹渣、裂纹、未熔合、未焊透等。影响焊接质量的因素很多，如母材及焊接材料的质量、坡口加工和装配精度、坡口表面清理状况、焊接设备、工艺参数、工艺规程、焊接技术水平、天气状况等。任何一个环节处理不当，都会产生焊接缺陷，影响焊接质量。

2.1焊缝外形尺寸和形状不符合要求

焊缝表面高低不平、焊波宽窄不齐、成形粗劣、焊缝尺寸过大或过小等，都属于焊缝外形尺寸和形状不符合要求，它会降低焊接接头强度，如果焊缝增高量过高，在截面过渡处会造成应力集中。

造成焊缝外形尺寸和形状不符合要求的原因有：焊件坡口角度不对或装配间隙匀；焊接规范选用不适当或操作不熟练等。防止措施是选用合适的坡口角度和装配间隙，正确选择焊接电流和焊接速度，采用合适的运条手法和角度，并随时注意适应焊件坡口的变化。

2.2咬边

咬边是指在焊件沿焊缝边缘的形成的沟槽或凹陷。它不仅减小焊接接头工作截面，而且在咬边处还会造成应力集中。在重要的结构或承受动载荷的结构中，一般不允许咬边存在，或对咬边深度有所限制。

咬边是由于焊件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时补充所致。造成咬边的原因有：焊接电流过大；运条速度过快；电弧拉得过长；焊条角度不当等。预防的方法是选择合适的焊接电流和运条手法，并随时注意控制焊条角度和电弧长度。

2.3焊瘤

熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上的形成的金属瘤称为焊瘤。它常出现在立、横、仰焊焊缝表面或无衬垫单面焊双面成形焊缝的背面。焊瘤不仅影响美观，还会造成表面夹渣。产生焊瘤的主要原因是运条不匀，操作不够熟练。另外，立、仰焊时，焊接电流过

大或电弧过长也会产生焊瘤。预防方法是掌握熟练的操作技术，保持运条均匀，使用碱性焊条时，应采用短弧焊接，立、仰焊时，焊接电流应比平焊缝小10%-15%

2.4 气孔

焊接过程中，如果熔池中的气泡在熔池金属凝固时未能逸出，就会在焊缝内部或表面形成气孔。气孔会使焊缝的有效截面减小，降低焊接接头的强度，破坏焊缝金属的致密性。产生气孔的原因有：坡口边缘不清洁，有水、油、锈等杂质；焊条或焊剂受潮，含有水分；焊条锈蚀或药皮变质、剥落等。另外，采用碱性焊条焊接时，如果电弧拉得过长或焊接速度过快，也会产生气孔。预防气孔的方法是严格按规定保管和烘干焊接材料，焊前认真清理坡口边缘的杂质，选择合适的焊接电流和焊接速度，控制焊接电弧长度。

2.5未熔合和未焊透

焊接时，母材与焊缝金属或焊缝层间局部未熔透的现象称为未熔合，接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。未熔合和未焊透减小了

焊缝工作截面，造成应力集中，降低了焊接接头强度，并且是焊缝开裂的根源。产生未熔合的原因有：焊件坡口表面的氧化膜、油污等杂物未清理干净；焊接时，熔渣妨碍了金属间的熔合；运条手法不当，电弧偏在坡口一侧。产生未焊透的原因有：焊件装配间隙或坡口角度太小；坡口钝边太厚；焊条直径太大；焊接电流过小或焊接速度过快；焊接电弧过长等。预防未熔合和未焊透的方法是：正确选取坡口尺寸，焊前认真清理坡口表面，合理选用焊条直径、焊接电流和焊接速度，控制电弧长度，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。

2.6焊接裂纹

焊接过程中或焊接以后，在焊接区域内由于焊接应力以及其它致脆因素的共同作用，焊接接头局部金属原子结合力遭到破坏，出现破裂的现象称为焊接裂纹。裂纹是最危险的一种缺陷，它除了减小截面承载强度外，还会产生严重的应力集中。微小的裂纹在动载荷的作用下，易于扩展而致使整个结构破坏。因此，焊接结构中不允许存在裂纹，一经发现须铲除重焊。

三、焊接质量控制策略

3.1焊工资格及控制

焊接施工中，焊工是关键一环，焊工水平的高低，会直接影响到施焊接头的质量。而所有参与施工的焊工，都必须是经过培训考核取得相应资格的，在实际焊接过程中，要确定焊工所施焊的工件是否与所持有的合格项目一致。

3.2 焊接工艺评定

焊接工艺的评定，是编制焊接工艺文件的基础。焊接工艺评定的目的，是验证焊接工艺的正确性，并通过拟定正确的焊接工艺，来保证焊接质量符合规定要求。

工艺流程:

（1）工件尽可能平放，各需要焊接的工件应用专用焊接夹具定位。

（2）先点焊成形，经检验点焊成形的零部件符合图纸要求后，再焊接。

（3）尽可能采用平焊。如采用立焊，施焊方向应为自上而下。但修补咬边时，可由下而上。管材结构的立焊可以由上而下，也可以由下而上。

（4）焊接电流应根据工件厚度、焊接位置选择。

（5）根部焊道的最小尺寸应足以防止产生裂纹。

（6）金属过渡方式和焊接速度都应使每道焊缝将附近母材与熔敷金属完全熔合，且不得有溢流，气孔和咬边等现象。

3.3 产品施焊控制

产品施焊控制，要明确焊接过程质量控制和持证焊工执行产品焊接工艺的基本要求。包括焊工选派、焊前准备、焊材领用、施焊环境、产品焊接试板监检确认、施焊记录、焊工钢印的标识、焊接质量检验，以及焊接超标缺陷的返修及重新检验的要求和现场修改设计图样或焊接工艺的手续等。

3.4 焊接材料及控制

要想焊出合格的焊接接头，就要用合格的焊接材料（包括母材及焊接填充材料），因此对施焊用的焊接材料进行控制，是十分必要的。对所用的焊接材料证明文件，要齐全有效，标识应清晰可辨，外观质量应合格。

3.5 焊接设备及控制

起重机械焊接过程中，电焊机是必备的设备，焊接的完成要靠电焊机来实现。在焊接工艺参数中，电流是一个极重要的参数，因此电焊机必须要准确显示焊接电流。对电焊机的控制要点，就在于电焊机显示的电流，要与实际电流的偏差不超标，通常电焊机电流、电压显示装置，要经过检定合格后才可使用。

四、对焊缝要求

（1）角焊缝：母材厚并小于6.4mm，最大焊缝尺寸为母材厚度；母材厚度大于6.4mm时，应较母材厚度小1.6mm，或按图纸要求。

（2）钻焊：钻焊最小孔径应大于开孔件厚度加8mm。

（3）对接头焊接：对接头和角接头焊接，根部间隙最大为2－3mm。

（4）对接和角接：焊缝条高不得超过3.3mm，并缓和过渡到母材面的平面。

（5）焊缝表面要求： 除角接接头外侧焊缝外，焊缝或单个焊道的凸度不得超过该焊缝或焊道实际表面宽度值的7﹪＋1.5mm，同时去除焊渣。

（6）焊口的清理：零部件的焊口及附近表面应清理干净，无毛刺、熔渣、油、锈等杂物。

（7）零部件之间的位置：零部件的相对位置和其空间角度应符合图纸及相关标准的规定。

（8）零部件的材质：焊接前应对零部件材质进行复核检验，以免材质用错及选用相应的焊接工艺。

（9）焊缝质量的检查：焊缝尺寸符合图纸及相应标准规定，焊缝不允许有裂纹、夹渣、气孔和咬边等焊接缺陷，若发现应及时处理。

（10）焊接强度检查：使用万能材料试验机，夹持焊接件两 端进行拉伸，其拉伸强度不低于400MPa

4.1 外观检验

外观检验的工作内容是对焊缝外表进行检查，以确定焊缝外观尺寸和形状是否符合要求， 是否存在咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面夹渣、表面裂纹，以及根部未焊透等缺陷。

4.2 密性试验

密性试验是检验焊缝致密性的试验方法，根据结构形状和部位的不同，可采用煤油试验、气压试验、灌水试验、冲水试验等方法。

4.3 无损探伤

无损探伤是检验和发现焊缝内部缺陷最有效的方法，对于一些重要的结构，出厂前都要求进行无损探伤。常见的无损探伤方法有渗透探伤、磁粉探伤、超声波探伤和射线探伤。

五、结语

综上所述，起重机械在焊接过程中，应加强焊接各方面的质量控制，和焊接质量检验，从而保证起重机械产品的焊接质量，提高起重机械产品的安全性能。